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作為優(yōu)異的絕緣和滅弧介質(zhì)(其滅弧性能比空氣快100倍),SF6氣體用于中高壓斷路器的歷史已有數(shù)十年,被證明是到目前為止使用于中高壓斷路器的較合適的絕緣介質(zhì)。
SF6氣體的應(yīng)用,使斷路器的設(shè)計(jì)緊湊,更節(jié)省材料,同時(shí)具有更好的開斷能力和設(shè)備安全性。
SF6氣體在其他工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
此外,SF6氣體也使用在其他行業(yè),例如在半導(dǎo)體制造行業(yè),顯示器和微型技術(shù)行業(yè),主要作為超精細(xì)結(jié)構(gòu)(又稱晶圓)生產(chǎn)的蝕刻氣體。
在醫(yī)療技術(shù)方面,SF6氣體可應(yīng)用于超聲波探測(cè)和眼科方面。SF6氣體還用于X射線檢查設(shè)備,雷達(dá)系統(tǒng)和粒子加速器等。
SF6氣體的回收和再利用
盡管SF6氣體是一種優(yōu)異的絕緣和滅弧介質(zhì),但是,仍有必要了解SF6氣體的其他特性:
SF6氣體是一種氟化類氣體,具有很高的全球溫室效應(yīng)是京都議定書中規(guī)定的必須監(jiān)控的六種氣體之一,1公斤SF6氣體的全球溫室效應(yīng)相當(dāng)于1公斤CO2氣體的25000倍,SF6氣體在大氣環(huán)境中的壽命是3400年。因此,必須在一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)中使用SF6氣體,避免排放到大氣中。
六氟化硫氣體特性與滅弧原理
1.六氟化硫氣體的基本特性
SF6是目前高壓電器中使用的優(yōu)良的滅弧和絕緣介質(zhì)。它無色、無味、無毒,不會(huì)燃燒,化學(xué)性能穩(wěn)定,常溫下與其它 材料不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。
SF6由鹵族元素中活潑的 氟原子與硫原子結(jié)合而成。 分子結(jié)構(gòu)是個(gè)完全對(duì)稱的八面體,硫原子居中,六個(gè)角上是氟原子,氟與硫 原子間以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié),SF6 分子量為146,約是空氣分子量的5.1倍,因此同樣體 積的SF6氣體比空氣重得多。 迄今為止,工業(yè)上普遍采用的制造方法是將單質(zhì)硫和過量氣態(tài)氟直接化合。
(1)六氟化硫氣體的狀態(tài)參數(shù)
靜止氣體可以用三個(gè)參數(shù)來說明氣體所處的狀態(tài), 稱為三個(gè)狀態(tài)參數(shù),即壓力P、密度γ 和溫度T。 理想氣體的狀態(tài)參數(shù)間存在著簡(jiǎn)單的關(guān)系,即理想氣體的狀態(tài)方程P= γ RT ? SF6氣體的分子質(zhì)量大,分子間的相互作用明顯。當(dāng)氣體壓力高于0.3MPa時(shí),分子間的吸引力隨氣體密度的增大、分子間距離的減小而加強(qiáng),氣體的壓力變化特性不再符合式理想氣體的狀態(tài)方程。要準(zhǔn)確地計(jì)算SF6氣體狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系,可采用比較實(shí)用的Beattie—Bridgman公式。
SF6氣體的臨界溫度高。臨界溫度表示氣體可以被液化的高溫度,臨界壓力則表示在臨界溫度下使氣體液化所需的壓力。SF6氣體的臨界溫度高達(dá)45.6°C,說明常溫下只要SF6氣體壓力足 夠高就會(huì)液化。SF6氣體能否液化決定于其飽和蒸汽壓力。當(dāng)氣體壓力高于其飽和蒸 汽壓力時(shí),氣體就液化。
SF6導(dǎo)熱性能不如空氣,其熱導(dǎo)率比空氣低,在常溫下比空氣低30%。但由于其粘度較低和密度較高,且分子量大,熱容量就大,再考慮到對(duì)流效應(yīng),總的熱傳輸特性比空氣要好2-5倍。